全自动钢丝绳缠绕机研制与应用

齐大田　姜海雨　齐冲

摘 要：文章通过废旧钢丝绳回收再利用、标准化存放和更换钢丝绳过程中出现的问题，充分利用矿内废旧设备上的零件，研制出钢丝绳缠绕机。通过理论校核、实际试验，满足安全要求。解決了人工手动缠绕时的危险因素、增大安全系数、降低劳动强度、提高劳动效率。

关键词：钢丝绳；机械化缠绕；高效率

1 提出问题

钢丝绳是煤炭生产的关键材料之一，主要用于矿井的提升系统，包括乘人罐笼的提升绳、平衡尾绳、载货罐笼的提升绳，以及井下各种绞车提升绳、防撞绳、缓冲钢丝绳等。每年各个煤矿都要消耗大量的钢丝绳，在更换钢丝绳时是通过人力推动绳盘进行缠绕，费时费力、危险系数非常高。升井后的废旧钢丝绳如何存放也是我矿一个难题。一种是散放式，有一些可回收的旧钢丝绳和不可回收再利用的钢丝绳不容易剥离出来，造成大量物资的浪费，并且占地面积大，容易绊倒人员。另一种是重新缠绕回卷筒上，但是钢丝绳的缠绕主要是依靠人工缠绕的方法，不仅需要大量劳动力，劳动强度也很大，而且工作效率低，存在较大的安全隐患。为了解决钢丝绳缠绕费工费力的情况，同时节省大量人力，减少作业人员的劳动强度，提高工作效率和作业机械化程度，该项目根据现有的材料和废旧设备零件，设计出钢丝绳缠绕机，可以对钢丝绳进行自动缠绕，主要用于矿井建设吊装设备和绞车钢丝绳的缠绕作业。

2 全自动钢丝绳缠绕机的组成及研制过程

（1）全自动钢丝绳缠绕机主要由矿用隔爆型电磁起动器、托架箱、电机、减速机1号、减速机2号、托筒盘、压绳限位装置等部分组成。

图中①为卷筒：作用为缠绕钢丝绳，可直接拆卸。②为钢丝绳。③为压绳装置：通过压绳，使钢丝绳受力绷直。④调高装置：主要负责控制绳子上升下降，使得钢丝绳能均匀的缠绕在卷筒上。⑤为减速机2号：负责次级减速。⑥为减速机1号：负责首级减速。⑦为电机：提供动力源。⑧为托架箱：连接各个部件并且起到支撑作用。

（2）实施要点及应用

a.直接选用矿用隔爆型电磁起动器作为启动开关，因为此设备不仅简单实用，还是正规厂家生产，其安全系数比自制开关安全系数高，且有各种防漏电、隔爆等安全装置。b.托架箱的作用为连接所有装置，支撑减速机和电机等。其长×宽×高=1750×1750×800mm。骨架为12#工字钢构成、外皮为3mm厚铁板构成、底板为12mm厚钢板且钢板下方同样铺设了两根12#工字钢，起到加固支撑作用，防止设备在运转时震动过大照成设备损坏。c.电机为矿用4级的三相异步电动机，功率为11kw、380V/66V。电机带动减速机1号，其减速比为1：8，减速机1号带动减速机2号，2号减速比为1：16.可得总减速比为1：128.减速机2号另一端对轮直接与托筒盘相连。此4级减速机转速为1440r/min，可求出托筒盘的转速为11.25r/min。通过试验，此转速下缠绕钢丝绳既效率又安全且无隐患。d.托筒盘上有四道卡筒装置，使得卷筒安全可靠的固定在托筒盘上方。

钢丝绳绳头引入方向有压绳装置和调高装置。为了使钢丝绳能紧密的缠绕在卷筒上，防止在缠绕后钢丝绳脱落堆放在卷筒下方，专门安置了压绳装置，能使钢丝绳伸直紧绷。并且有调高装置的控制，能够更好的使钢丝绳紧密且有序的排列在卷筒上。

3 全自动钢丝绳缠绕机应用效果分析

以晓明矿为例，每年更换主井主箕斗提升绳2次，副箕斗提升绳2次，每2年更换副井大小罐笼提升绳各1次。每2年更换井下架空乘人车1次。各种型号的绞车均用到钢丝绳。经预算平均每年换下来的钢丝绳可达到1万多米。而这些钢丝绳或完全报废或还能回收再利用。无论怎么安置都需要缠绕好后统一规划。

在未制作全自动钢丝绳缠绕机之前，使用人工缠绳方法缠绳，每次需要8到10人才能完成一车的缠装，每一车至少需要2小时，且缠完一车后员工们都精疲力尽，无力再缠第二车。而通过使用全自动钢丝绳缠绕机，只用2人（一人负责转动调高装置和急停按钮，一人负责监督绳车缠绕情况）15分钟就可完成以前的工作量，并且人员不需要休息。

3.1 全自动钢丝绳缠绕机所创造的经济效益分析

（1）以更换副井主罐尾绳为例，前期需要将厂家打包过来的760m长尾绳分成两段，这就要将760m长的尾绳分别缠绕到2个卷筒上，到井下后，在上新绳时还需将旧的尾绳缠绕到卷筒上。一次检修需要进行4次缠绕动作。在使用人工缠绳时，需要12人作业两天的情况下才能完成。但在使用此设备后，仅仅需要4人半天时间就可完成，使检修效率提高了12倍。节假日检修节省的人工费：300×（12×2-4×0.5）=6600元。每年六次换绳共节省人工费约为：3.96万元。

（2）废旧钢丝绳在整理筛选时，使用老式绳车进行人工缠绳，平均每10个人每天只能缠绕2车。晓明矿机电厂工人的平均收入为1700元，每月工作22天，平均每天实际收入为：1700÷22≈77元，而应得收入为实际收入的1.7倍，可得每人每天的收入约为130元。10个人一天缠两车的实际人工费为：130×10=1300元。在使用新式缠绕机后，2个人每天至少可以缠绕20车，其工作效率提高了50倍。装两车的人工费用为1300÷50=26元，节省了1274元。工人每天缠绕完这辆车后可以去做其他工作。职工每年上班天数约为252天，使用新式缠绕机后节省的费用为：1274×252=321048元。

3.2 安全效益分析

安全经济效益中减损收益：在使用全自动钢丝绳缠绕机后，可以完全避免在人工装钢丝绳时由于多人作业照成的人员直接误伤，解决了在使用木板卡绳轮时，可能把木板折断照成伤亡等。

安全经济效益中的增值收益：完善了作业时环境的安全性，增加产量及效益。

3.3 安全的社会效益分析

在使用全自动钢丝绳缠绕机后，职工同志在缠绕钢丝绳时完全没有安全隐患，减少了职工在作业时的心里负担。增强职工及其家属热爱企业、乐于工作的积极性。对社会的发展、企业生产的稳定、家庭幸福起到促进作用。

4 结束语

在煤矿安全生产中钢丝绳都是必不可少的物资。更换钢丝绳和废旧钢丝绳存放是每个煤矿都存在的问题。在使用全自动钢丝绳缠绕机后，既可杜绝人身伤害事故的发生，又提高了劳动效率，具有显著的安全与经济效益。

作者简介：齐大田（1988-），男，2010年毕业于沈阳航空航天大学，助理工程师，现任铁煤集团晓明矿技术员。